土壤因子的生态作用及生物的适应
生态因子的生态作用及生物的适应
动物的光周期现象
在脊椎动物中，鸟类的光周期现象最为明
显，很多鸟类的迁徙都是由日照长短的变 化所引起 。同样，各种鸟类每年开始生 殖的时间也是由日照长度的变化决定的。 鸟类生殖腺的年周期发育是与日照长度的 周期变化完全吻合的 。 日照长度的变化对哺乳动物的换毛和生殖 也具有十分明显的影响。
日照的高原,高山上.
3)水体中温度成层现象:中高纬度的淡水湖泊中 4)植物体温度会随气温变化而改变,不过该改变滞 后于气温变化.植物最敏感部位:叶片,根系与气温 一致.在植物群落中温度变化部位抬高到冠层,冠 层表面温度变化剧烈,内部变化和缓. 5)热源:太阳辐射是地表的热源,使地表增温,地面辐 射是近地面层大气的主要热源,使地表空气增温. 地面因接受太阳辐射而增强,同时又辐射. 大气逆辐射:大气辐射中射向地面的辐射,保温地球.
２．光变化及其生物的适应
１）光照强度及其生物的适应：
光强随（空间）纬度、海拔高度的变化，
随时间的变化，不同生境中坡向、坡度 （北半球温带，光强：南坡＞平地＞北 坡）。
a．光强对生物的生长发育和形态建成
有重要的作用光照强度对植物细胞的增 长和分化、体积的增长和重量的增加有 重要影响， 光还促进组织和器官的分化， 制约着器官的生长发育速度，使植物各 器官和组织保持发育上的正常比例。
气温变化温度年较差(年变幅):一年内最热月
与最冷月平均温度的差值.
温度季节变化的重要指标,大小受纬度与海陆
位置的影响.
纬度增加,年较差增大;大陆性气候越明显的地
方,年较差越明显.
温度日较差:昼夜间最高气温与最低气温
的差值.
纬度越高,日较差越小. 自然界最大最激烈日较差,一般在有强烈
土壤因子的生态作用及生物的适应
盐碱土植物对不同土壤的生态适应特性
盐碱土的定义、分布 、组成 盐碱土对植物的危害 各种盐类对多数植物的危害程度 盐土和碱土对植物生长的不利影响 植物对盐碱土的适应
盐碱土的定义、分布 、组成
定义：盐土和碱土地区，由于气候干旱，地面蒸发强烈， 在地势低平、排水不畅或地表径流滞缓、汇 集的地区，或地下水位过高 的地区，广泛分布着盐碱化土壤。在滨海地区，由于受海水浸渍，盐分 上升到土表形 成次生盐碱化。
土壤因子的生态作用及生物的适应
一、土壤因子的生态作用
土壤的物理性质对生物的影响 土壤的化学性质对生物的影响
二、植物对土壤因子的适应
一、土壤因子的生态作用
1、土壤的物理性质对生物的影响 土壤的物理性质指土壤的组成、质地、结构等。
土壤的组成
土壤的质地
根据固体颗粒的大小，可以把土粒分为以下几级 粗砂（直径2.0~0.2mm）、细砂（0.2~0.02mm） 粉砂（0.02~0.002mm）、粘粒（0.002mm下） 土壤质地：各种粒级土粒的配合比例，或各粒级土粒占土 壤重量的百分数，也叫土壤的机械组成。 土壤质地可分为砂土、壤土和粘土三大类。
在pH6~7的微酸条件下，土壤养分有效性最高，最有利于植物生长。
土壤酸碱度的肥力意义 直接影响植物生长 影响养分的转化和有效性 在中性条件下，有机质矿化较快， 土壤有效氮供应较好，PH6-7磷的有效性最大，Fe、Zn、Cu、 Co强酸性条件下，溶解性强易对作物造成毒害。Mo在碱性条 件下有效性高，B在中性条件下有效性高。 影响土壤微生物活性 影响土壤物化性质 酸性土壤和碱性土壤的物理性质都很差。
土壤有机质
土壤非特异性有机质（普通有机质、非腐殖质物质） 包括动植物残体的组成部分以及有机质分解的中间产物，它们均为有 机化学中已知的有机化合物，如蛋白质、木质素、糖、有机酸等等， 占有机质总量的35-50%。 土壤特异有机质（土壤腐殖质） 土壤腐殖质是土壤有机质的主要类型，约占土壤有机质总量的5065% 土壤肥力的重要物质基础 土壤有机质能改善土壤的物理和化学性质，有利于土壤团粒结构的形 成，从而促进植物的生长和养分的吸收。
《环境生态学》第二章：生物与环境
土壤的碱化过程
土壤的碱化过程是指土壤胶体中吸附有相当 数量的交换性钠。一般交换性钠占交换性阳离子 总量20％以上的土壤称为碱土。碱土含 Na2CO3 较多（也有含NaHCO3或K2CO3较多的），碱土 是强碱性的，其pH一般在8.5以上，碱土上层的 结构被破坏，下层常为坚实的柱状结构，通透性 和耕作性能极差。
2．碱土对植物的影响
（1）土壤的强碱性能毒害植物根系 （2）土壤物理性质恶化，土壤结构受破坏，
质地变劣，透水性差
3．植物对盐碱土的适应
盐碱土植物是植物对盐碱生境适应的最好表现。 盐土植物分为：
旱生盐土植物、湿生盐土植物
根据对过量盐类的适应特点分为：
聚盐性植物、泌盐性植物、透盐性植物
第四节
生态因子作用的一般规律
（2）陆生动物对环境湿度的适应
影响陆生动物水平衡更多的是环境中的 湿度，动物在形态结构上、行为上、生理上 都有不同程度的适应。
如两栖类体表分泌黏液以保持湿润，昆 虫、爬行类、啮齿类等白天躲在洞内夜里出 来活动，荒漠鸟兽具有可重新吸收水分功能 的肾脏。
四、土壤因子的生态作用及生物的 适应
（一）土壤因子的生态作用
蒲公英
杨树
柳树
阳地植物 阴地植物
三七
铁杉
人参
（二）光质的生态作用与生物的适应
光质变化规律
空间变化 随纬度增加而减少，随海拔升高 而增加；
时间变化 冬季长波光增多，夏季短波光增 多；中午短波光最多，早晚长波 光较多。
生物的适应
植物
不同的光质对植物的光合作用，色素 形成，向光性，形态建成的诱导等的 影响是不同的。例如光合作用的光谱 范围只是可见光区。
低温 将引起细胞膜渗透性改变、脱水、蛋 白质沉淀等不可逆转的化学变化。
生态因子的类型及作用特点
生态因子的类型及作用特点
生态因子是指影响生物体发展和生长的外部环境要素。
它们可以分为生物因子和非生物因子两大类别。
生态系统中的各种因素相互作用，影响着生态系统的结构和功能。
下面我们将详细介绍生态因子的类型及其作用特点。
生物因子
•种类优势：生态系统中某些物种的数量较多，它们可以影响其他物种的存活和繁衍，建立种内和种间的联系。
•适应性：生物对环境的适应性强弱不同，适应力强的物种更容易在环境中生存和繁衍。
•食性：生物体的食性不同会影响其在食物链中的地位和传递的能量量。
•竞争能力：生物体之间的竞争关系会影响生态系统的稳定性和物种多样性。
非生物因子
•光照：光照是植物生长和动物活动的重要因素，不同强度和时间的光照会影响生态系统的结构和功能。
•温度：温度直接影响物种的生存和繁殖能力，降低或提高温度都可能导致生态系统发生变化。
•湿度：湿度与水分的分配有着密切联系，湿度的增加或减少都会影响生物体的水分代谢。
•土壤：土壤的组成和质地对植物的生长起着至关重要的作用，土壤中的营养物质和微生物会影响植物的健康和生长状况。
综上所述，生态系统中的生态因子多种多样，相互作用，共同维持着生态系统的平衡和稳定。
了解和研究生态因子的类型及作用特点对于生态系统的保护和管理具有重要意义。
环境及其类型生态因子及其作用分析生态因子的生态作用及生物的适应
宇宙环境 地球环境 区域环境
微环境
内环境
（3）环境因子分类
环境因子：生物有机体以外的环境要素
三大类：气候、土壤与生物 七个并列项目：土壤，水分，温度，光照，大气，火
与生物 三个层次：
植物生长所必需的环境因子（温度，阳光，水等） 不以植被是否存在而发生的对植物有影响的环境因子（风暴、
火山爆发、洪涝等） 存在与发生受植被影响，又可以直接或间接影响植被的环境
（2）主导因子作用
在一定条件下，生态因子中总有一个因子是起主导作 用的，称为主导因子；
例如：
光合作用时，光强是主导因子； 草食动物的食物，草是主导因子；
（3）直接作用与间接作用
植物的生长过程中，光照，温度和雨水能起直接作用， 地形虽不重要，但能够影响光照，温度和降雨，故也 起间接作用
（4）阶段性作用
表 型：可见性状，也可随环境改变
物种是适应环境的产物。
2.2 环境及其类型
环境的概念 环境的类型 环境因子分类
（1）环境（Environment）的概念
环境是一个不确定的概念，是相对于某一个中心或主体而言的。 环境科学研究的中心事物是“人”，则环境是“人类生存的环 境”，在此基础上定义： 影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的 总和。 生态学研究的中心事物是“生物”，则环境是“生物生存的环 境”，可定义： 直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总和。
耐受范围窄，则为限制因子 如：水体中的溶解氧
限制因子的价值
某种生物的限制因子即是其生存的关键； 找到了限制因子就意味着掌握了某种生物与环境复杂关系的
钥匙
（2）利比希（Liebig）最小因子定律
《生态学》第2章 生物与环境
31
光可以影响植物的形态
32
2. 光照强度与水生植物
光的穿透性限制着植物在海洋中的分布, 只 有在海洋表层的透光带(euphotic zone)内, 植物 的光合作用量才能大于呼吸量。在透光带的下部， 植物的光合作用量刚好与植物的呼吸消耗相平衡 之处, 就是所谓的补偿点。如果海洋中的浮游藻类 沉降到补偿点以下或者被洋流携带到补偿点以下 而又不能很快回升表层时，这些藻类便会死亡。 在一些特别清澈的海水和湖水中(特别是在热带海 洋), 补偿点可以深达几百米，但这是很少见的。 在浮游植物密度很大的水体或含有大量泥沙颗粒 的水体中，透光带可能只限于水面下1 m处, 而在 一些受到污染的河流中，水面下几cm处就很难有 光线透入了。
15
不可代替性和补偿作用
环境中各种生态因子对生物的作用虽然 不尽相同，但都各具有重要性，尤其是作为 主导作用的因子，如果缺少便会影响生物的 正常生长发育，甚至造成其生病或死亡。所 以从总体上说生态因子是不可代替的，但是 局部是能补偿的。如在一定条件下，多个生 态因子的综合作用过程中，由于某一因子在 量上的不足，可以由其他因子来补偿，同样 可以获得相似的生态效应 。以植物进行光合 作用来说，如果光照不足，可以增加二氧化 碳的量来补足。
9
第二节 生态因子作用分析
1 生态因子作用的一般特征 2 生态因子的限制性作用
10
一、生态因子作用的一般特征
1
2
3
4
5
综
主导 直接
阶
不可
合
因子 作用
段
代替
作 用
植物对土壤因子的适应
生态学植物对土壤因子的适应根据植物对土壤含盐量的反应分为：盐土植物和碱土植物。
盐碱土植物对环境的适应形态:植物矮小、干硬、叶不发达、蒸腾面小、气孔下陷、表皮有厚外皮、灰白绒毛结构:细胞间隙小、栅栏组织发达、贮水细胞生理: 1.聚盐性植物：这类植物能适应在强盐渍化土壤上生长，能从土壤里吸收大量的可溶性盐类，并把这些盐类积聚在体内而不受伤害。
该类植物原生质对盐的抗性强，具有极高的渗透压。
2.泌盐性植物：这类植物的根细胞对于盐类的透过性与聚盐性植物一样很大，但是他们吸进体内的盐分不积累在体内，而是通过茎、叶表面上密布的分泌腺，把所吸收的过多盐分排出体外，这种作用称为泌盐作用。
3.不透盐性植物：这类植物的根细胞对盐类的透过性非常小，所以他们虽然生长在盐碱土上，但在一定盐分浓度的土壤溶液中，几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类，又称为抗盐植物。
如盐地紫菀、盐地凤毛菊等。
生态型：指同种生物内适应于不同生态条件或区域的不同类群，它们的差异是源于基因的差别，是可遗传的。
植物对光照强度的适应1.植物的向光性2.植物秋季落叶3.C3植物和C4植物4.水生植物在水中的分布与光照强度有关生物对极端温度的适应1. （1）植物对低温的适应形态适应：表现在芽及叶片常有油脂类物质保护，芽具有鳞片，器官的表面有蜡粉和密毛，树皮有较发达的木栓组织，植株矮小，常呈匍匐、垫状或莲座状；生理适应：低温环境的植物减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素来降低植物的冰点，增加抗寒能力。
如鹿蹄草通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液来降低冰点，可使结冰温度下降到-31度。
行为适应：休眠来增加抗寒能力。
（2）动物对低温的适应形态适应：贝格曼（Bergman）规律：生活在高纬度寒冷地区的恒温（内温）动物，其身体往往比生活在低纬度温暖地区的同类个体大。
因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少。
如我国东北虎的颅骨长331-345mm，而华南虎仅283-318mm。
生态学(2.4.1)--水和土壤因子因子的生态作用及生物的适应
2.生物对极端温度的适应为了对所处地域温度的适应，不管是动物还是植物，在形态和内在生理功能上总是向有利于自身生存和发展的方向变化(1)生物对低温环境的适应(形态、生理、行为）①形态上的适应植物：芽具鳞片、体具蜡粉、植株矮小；体表面生有蜡粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状动物：阿伦规律，贝格曼规律阿伦（Allen）规律——恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势北极狐赤狐贝格曼规律——生活在寒冷气候中的恒温动物的身体比温暖气候中的同类个体更大，相对体表面积变小，使单位体重的热散失减少，这种趋向称贝格曼规律东北虎，雄性重量可达华南虎，一般在150kg400kg②生理上的适应植物：减少细胞中的水分和增加细胞中有机质的浓度以降低冰点动物：超冷和耐受冻结，当环境温度偏离热中性区增加体内产热，维持体温恒定③行为上的适应：迁移和休眠／冬眠等☐休眠 (Dormancy): 休眠是生物抵御暂时不利环境条件的一种非常有效的生理机制。
在休眠期，生物对环境条件的耐受范围就会比正常活动时宽的多✓如动物学中学习过的动物冬眠、夏眠和日眠✓植物种子休眠时代谢率几乎下降到零动物、微生物休眠蜡状芽孢杆菌枯草芽孢杆菌(2)生物对高温的适应①形态上的适应植物：密毛、鳞片滤光；体色反光；叶缘向上或暂时折叠；干和茎具厚的木栓层，绝热动物：体形变小，外露部分增大；腿长将体抬离地面；背部具厚的脂肪隔热层②生理上的适应植物：降低细胞含水量，增加糖或盐浓度，减缓代谢率；蒸腾作用旺盛，降低体温；反射红外光动物：放宽恒温范围；贮存热量，减少内外温差。
③行为上的适应植物：关闭气孔等动物：休眠，穴居，昼伏夜出等不同物种对高温的耐受性：•水生植物：30～40℃•旱生植物：50～60℃•兽类：42℃•鸟类：46～48℃•爬行类：45℃《普通生态学》 第二章 生物与 环境3. 温度与生物的地理分布温度是影响生物分布的重要因子，每个地区都生长繁衍着适应于该地区气候特点的生物温度对我国动物分布的影响150广西福建100 浙江50 0两栖类爬行类江苏 山东 内蒙古《普通生态学》 第二章 生物与 环境《普通生态学》 第二章 生物与 环境3. 生物对周期性变温的适应《普通生态学》 第二章 生物与 环境• 生物与昼夜变温 – 昆虫的发育历期 – 植物的产量与品质 ( 多数生物变温下比恒温下生长得更好 )– 动物的活动规律 • 生物与季节变温– 植物春花秋实 – 动物休眠、换毛换羽、迁徙、回游、繁殖季节《普通生态学》 第二章 生物与 环境三、水因子的生态作用及生物的适应1. 水因子的生态作用 水对动植物的重要性，水是生命现象的基础，没有 水就没有生命活动 干旱的地貌(1) 水是生物生存的重要条件《普通生态学》 第二章 生物与 环境• 水是任何生物体的重要组成部分 • 水是生命活动的基础 • 水是光合作用的原料 • 水使生物保持一定的状态水对稳定环境温度有重要意义 • 水是物质循环的载体及驱动力(2) 水对生物生长发育的影响《普通生态学》 第二章 生物与 环境• 水对植物生长发育的影响 –水分对植物生长有最低、最适和最高值 3 基点• 水对动物生长发育的影响 –水分不足时，引起动物的滞育和休眠 –许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关水分丧失、获得途径蒸发（蒸腾作用、 扩散作用）失水《普通生态学》 第二章 生物与 环境分泌花蜜和花 外的汁液分泌失水吸收最主要途径 是蒸发失水食物，直接吸 收，代谢水分泌失水某些环境下从湿润 空气中吸收风增加蒸发 失水排泄植物主要借助根系 吸收获得水分From: Molles. 1999. Ecology.(2) 水对物种数量及分布的影 响• 对植被的分布的影响《普通生态学》 第二章 生物与 环境–我国从东南到西北可分为 3 个等雨量区，因而植被类型 也分为 3 个区：湿润森林区、干旱草原区和荒漠区• 水分与动植物种类与数量的影响–降水量最大的赤道热带雨林种的植物达 52 种 / 公顷， 而降水量较少的大兴安岭红松林中，仅有植物 10 种 / 公顷2. 动植物对水因子的适应(1) 植物对水因子的适应 -- 水生植 物① 形态适应方式– 有发达的通气组织 ; – 机械组织不发达或退化 ; – 叶片薄而长，以增加光合和吸收营养物质的面积。
生态学物质环境——土壤因子及其生态作用梳理
一、土壤的理化性质(一)土壤的组成：土壤为三相复合系统，即固体（无机物、有机物），液体（土壤水分），气体（土壤空气）(二)土壤的类型与特点二、土壤理化性质的生态作用1.土壤是植物生长的基地，也是陆生生物生活的基质和栖息地，包括土壤微生物和土壤动物在内；2.土壤中的元素对动植物的生长、分布和数量起着关键性的调控作用，特别是土壤微生物和土壤动物的影响更为明显；三、土壤的生物学特性(一)基本概念：是土壤中动物、植物和微生物活动所产生的一种生物化学和生物物理学特性。
(二)土壤生物的组成(一)土壤微生物的生态作用1.土壤微生物室重要的分解者或还原者；2.土壤微生物产生生长激素、维生素和抗菌素促进植物生长，增强植物抗病性；3.与某些植物的根系共生形成菌根。
(二)土壤动物的生态作用1.土壤动物是重要的消费者和分解者；2.土壤动物能改善土壤空隙、通气性及土壤结构；3.土壤动物能影响土壤肥力和植物的生长。
五、土壤的生态意义1.土壤位于陆地生态系统的底部，具有营养物传递系统，再循环系统和废物处理系统，是陆地生态系统的基底或基础。
在土壤中进行的两个最重要的生态过程是分解和固氮过程。
2.土壤为陆生植物提供了基质，为陆生动物提供劳务栖息地。
土壤是植物萌芽、支撑和腐烂的地方，又是水和营养物储存场所；是动物和微生物的藏身处和排污处；是污染物质转化的重要基地。
因此土壤无论对植物或动物都是重要的生态因子，是人类重要的自然资源。
六、土壤的物理性质及其对生物的影响(一)土壤的质地和结构1.组成土壤的各种大小颗粒按直径可分为粗砂、细砂、粉砂和黏粒。
这些不同大小颗粒组合的百分比称为质地。
土壤颗粒排列形式、孔隙度及团聚体的大小和数量称为土壤结构，影响了三相比例。
2.三相：土壤固、液、气三相容积比，反映土壤水、气关系3.质地：三种质地的肥水气特点1)砂土：透气强，保水差，保肥差2)壤土：通气透水保肥，适宜种植3)黏土：透气差，保水强，保肥强4.结构：微团粒结构（D<0.25mm）团粒结构（0.25mm<D<10mm），保水、透气(二)土壤水分1.土壤水分能直接被植物根吸收利用；2.土壤水分有利于矿物质养分的分解、溶解和转化，有利于土壤中有机物的分解与合成，增加了土壤养分，有利于植物吸收；3.土壤水分过少时，植物受干旱威胁。
土壤因子的生态作用及生物的适应
土壤因子的生态作用及生物的适应第三章生物与环境第四节四、土壤因子的生态作用及生物的适应（一）土壤因子的生态作用定义：土壤＝岩石圈表面能够生长动物、植物的疏松表层，陆生生物生活的基质，提供生物生活所必须的矿物质元素和水分。
＝所有陆地生态系统的基础生态系统中物质与能量交换的重要场所；生态系统一些重要过程在土壤中进行（分解、固氮）＝生态系统生物部分和无机环境部分相互作用的产物重要性：植物根系和土壤之间具有极大的接触面，发生着频繁的物质交换，∴土壤是一个重要的生态因子。
控制环境以获得更多收成时，气候因素不易改变，但能改变土壤因素增加研究土壤因素的重要性。
土壤特征：固体（无机体和有机体）液体（土壤水分）三相复合系统（考试）气体（土壤空气）每个组分都具有自身理化性质，相互间处于相对稳定或变化状态。
液相和气相处于相当均匀的状态，固相不均匀固相包括：无机部分（一系列大小不同的无机颗粒）矿质土粒、二氧化硅、硅质粘土、金属氧化物和其他无机成分；无机元素（矿物质）：13种有机部分：主要包括有机质适于植物生长的土壤按容积计：固体部分：矿物质占38％；有机质占12％；空隙（土壤水分和土壤空气）约占50％土壤空气和土壤水分各占15～35％土壤具有特定生物区系：例、细菌、真菌、放线菌等土壤微生物藻类、原生动物、轮虫、线虫、环虫、软体动物和节肢动物等动植物。
25克森林腐植土中霉菌11km生物有机体的作用：土壤中有机物质的分解和转化元素生物循环影响、改变土壤的化学性质和物理结构各组分及其相互关系→影响土壤性质和肥力→影响生物生长生物生长发育需要土壤不断地供给水分、养料、温度和空气。
土壤肥力：土壤及时满足生物对水、肥、气、热要求的能力。
19世纪中期，Liebig提出矿质营养理论。
长期施用大量化肥—引起土壤板结；土壤中的物质转化—依赖于土壤的生物作用（土壤动物、微生物）土壤中动物、微生物的活动—取决于营养元素和能源物质，并受土壤理化性质影响。
环境及其类型生态因子及其作用分析生态因子的生态作用及生物的适应
限制因子的价值
某种生物的限制因子即是其生存的关键； 找到了限制因子就意味着掌握了最小因子定律
基本描述
植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量。
最小因子定律的补充
该定律只适用于稳定状态
2 生物与环境
生物种的概念 环境及其类型 生态因子及其作用分析 生态因子的生态作用及生物的适应
2.1 生物种的概念
生物种即物种 概念一：形态相似的个体的集合
强调形态相似与能够繁殖延续
概念二：能实际地或潜在地彼此杂交的种群的集合
强调能够杂交繁殖
物种的性状可以分为两类
基因型：遗传本质，内在因素；与环境结合可产生变异，甚 至导致物种的分化；
以促进甜瓜的植株发育。
光质对动物的作用
主要影响动物的生殖、迁涉、毛羽更换、生长和发育； 对动物的分布和器官功能的影响尚不清楚； 对色觉的影响差别较大：只有灵长类动物的色觉发达。
紫外光对动物和微生物都有有害影响
对微生物有抑制作用； 对人类有致癌作用 对昆虫的新陈代谢有促进作用
图2-7 地表上太阳光谱中能量（E）的分布及强度相等但波长不同的 光照下，小麦光合作用的相对速度（P）
图2-4 环境变化对内稳态和非内稳态体内环境的影响
图2-5 金鱼在两种不同温度下的驯化结果
（6）指示生物
指示生物具有对环境状态及特点的指示作用：
指示节气
枣花发，种棉花；杏花开，快种麦
指示天气
燕子低飞预示雨将来临，蜻蜓高飞预示天晴
指示水质
美国威斯康星地区湖泊中的软水指示植物为Gratiola，硬水指示 植物为Ranunculus aquatilis。
土壤因子的生态作用及生物的适应
土壤因子的生态作用及生物的适应土壤因子对生态系统具有重要的生态作用，包括提供水分和养分、调节气候和水循环、过滤污染物、维持生物多样性等。
各种生物也通过适应土壤因子的变化来适应不同的生境。
首先，土壤因子提供了生物所需的水分和养分。
土壤能储存大量的水分，为植物提供生长所需的水分，同时也为一些动物提供生活所需的水源。
此外，土壤中含有丰富的养分，如氮、磷、钾等，这些养分对植物生长发育至关重要。
植物通过根系将水分和养分吸收，并转化为生物质，进而为其他生物提供食物和栖息地。
其次，土壤因子对气候和水循环的调节作用不可小觑。
土壤能够吸收和释放大量的水分，对降雨的分布和水循环起着关键的调节作用。
土壤中的多孔结构能够增加土壤的透水性和水保持能力，减少洪水的发生。
同时，土壤中的活性有机质能够吸附和释放大量的二氧化碳，对气候变化具有重要的调节作用。
第三，土壤能够过滤和分解污染物，减轻污染物对环境和生物的危害。
土壤具有很强的吸附能力，可以吸附水中的有机物和重金属等污染物，使其得到有效去除。
同时，土壤中的微生物和酶能够降解和分解有机物，使其转化为无害的物质。
因此，土壤是处理和修复环境污染的重要工具，对维护生态平衡具有重要意义。
最后，土壤因子维持着生物多样性的稳定性。
土壤是生物多样性的基础，它为各种生物提供了适宜的栖息环境。
不同土壤类型和质地形成了不同类型的生境，适合各类生物的生存和繁衍。
土壤中的微生物、植物和动物组成了土壤生态系统，它们之间的相互作用和共生关系对土壤的物质转化和生物多样性具有重要影响。
同时，土壤中的土壤动物还能够通过翻土和挖掘等行为改善土壤的结构和通气状况，促进植物生长和营养循环。
不同生物通过适应土壤因子的变化来适应不同的生境。
植物通过发展不同长度的根系和调节根毛的数量和长度来适应不同土壤的水分和养分状况。
一些植物还能够通过根系分泌物改变土壤的化学性质，提高水和养分的利用效率。
土壤中的微生物也能够通过改变自身的生理生化特性来适应不同的土壤环境。
生态因子的生态作用及生物的适应
生态因子的生态作用及生物的适应生态因子是指生物个体与各种环境因素之间的相互作用。
生态因子包括光照、温度、水分、pH值、土壤等。
这些生态因子对生物的适应具有重要的影响。
首先，光照是生物生存的基本条件之一、光照的强度和光周期对植物的生长和发育有着重要的影响。
光照充足的环境下，植物能够进行光合作用，合成有机物质，为自身提供能量。
而在光照不足的环境下，植物可能会出现光合作用受限、长势不良等问题。
然而，一些植物也能够适应光照不足的环境，通过增大叶片的表面积、提高光合效率等适应策略来保证生存。
其次，温度对生物的生理功能和生态行为有着显著影响。
温度的适宜范围对于生物的生长、繁殖和存活至关重要。
高温环境下，生物可能会遭受脱水、蛋白质变性等损害，而低温环境下则可能导致冻结、代谢减缓等问题。
不同的生物具有不同的温度适应策略。
例如，一些动物能够通过调节体温、进入冬眠或休眠等方式来适应低温；而一些植物能够通过合成抗冻蛋白、增加叶片厚度等方式来适应寒冷条件。
水分是生物体内外环境的重要组成部分，对生物的生理代谢和结构保持起着重要作用。
水分的缺乏或过剩都会影响生物的正常生活。
大多数生物体依赖地表水源或地下水源来满足水分需求。
一些植物适应生活在干旱地区的环境变化，通过发育较长的根系、减少蒸腾等方式来节约和利用水分。
此外，一些动物也能够通过降低代谢水平、进入休眠或进化成水分稀缺环境下的特殊形态来适应干旱环境。
pH值是指水体或土壤中溶液的酸碱程度。
pH值的变化会影响生物体内各种酶的活性、代谢过程和物质运输等。
许多生物对pH值的变化非常敏感。
一些生物通过改变酶的产生和调控来适应不同pH值的环境。
例如，酸性环境中生活的一些植物能够产生耐酸酶类物质，保护细胞免受酸性环境的损害。
另外，一些微生物也具有酸碱度调节的能力，能够适应不同pH值的环境。
土壤是地面生态系统的重要组成部分，对植物生长和生物多样性起着重要作用。
土壤的质地、有机质含量和养分状况对植物的根系发育和养分吸收具有重要影响。
水和土壤因子生态作用
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植物对水因子的适应——水生植物
生态类型
– 沉水植物：沉没水下，与大气完全隔绝。特点：表皮细 胞（类似根）没有角质层、蜡质层，能直接吸收水分、 矿质营养和水中的气体；叶绿体大而多；形成一整套通 气组织以适应氧缺乏。如金鱼藻，黑藻等；
– 浮水植物：叶片飘浮在水面的植物。特点：气孔常长在 叶的上面，叶上表皮有蜡质，维管束和机械组织不发达， 但比沉水植物完善，有完善的通气组织。如王莲、大藻、 凤眼莲等；
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水生动物对水因子的作用
水生动物的渗透压调节方式 – 海洋动物
➢鲨鱼和无脊椎动物：等渗调节 ➢硬骨鱼：低渗调节
– 淡水动物
➢硬骨鱼：高渗调节
– 河口动物
➢洄游及广盐性鱼类：变渗和等渗调节
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水生动物的水平衡调节机制
等渗(isosmotic organism)：体内和体 外的渗透压(溶液浓度)相等，水和盐 以大致相等的速度在体内外之间扩散。 仅排泄失水，通过食物、饮水、代谢 水获得水，泌盐器官排出多余的盐分。
– 表皮具厚外壁，常具灰白色绒毛； – 细胞间隙强烈缩小，栅栏组织发达； – 叶肉中有特殊贮水细胞。
为陆生植物提供基底，为土壤生物提供栖息场所； 提供生物生活所必需矿质元素和水分； 提供植物生长所需的水热肥气； 维持丰富的土壤生物区系,如细菌、真菌、放线菌、 藻类、原生动物、轮虫、蚯蚓、软体动物、节肢 动物、少数高等动物（如鼹鼠等）； 生态系统的许多很重要的生态过程都是在土壤中 进行。
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– 中生植物：生长在水湿条件适中的陆地上。种类最多，分 布最广。特点：根系和输导系统比湿生植物发达，叶片表 面有角质层。没有完善的通气组织，不能在长期积水、缺 氧的土壤中生长。
土壤和环境因子对植物的影响
土壤和环境因子对植物的影响土壤和环境因子是植物生长和发展中至关重要的因素。
它们的质量和特性直接影响着植物在特定环境条件下的适应性和生存能力。
本文将讨论土壤和环境因子对植物的影响，并探讨它们在植物生态系统中的重要性。
一、土壤对植物的影响1. 营养供应：土壤是植物生长所需的主要营养物质的来源。
土壤中的无机盐和有机物质可以提供植物所需的营养元素，如氮、磷、钾等。
这些元素对于植物的生长、开花和结果至关重要。
不同类型的土壤具有不同的营养成分含量，对植物的生长产生显著影响。
2. 水分供应：土壤中的水分是植物生存和生长的关键因素之一。
适宜的土壤含水量可以满足植物的需求，并促进其生长。
水分不足时，植物的生长和发育将受到严重限制，甚至导致植物枯萎和死亡。
3. 通气性：土壤的通气性影响着植物根系的生理活动。
良好的通气性能够为植物根系提供充足的氧气，促进根系的呼吸作用。
另外，通气性还影响着土壤中微生物的生存和活动，进而对植物的生态效应产生影响。
4. pH值：土壤的pH值直接影响着植物吸收和利用土壤中的营养元素。
不同植物对土壤pH值的适应性不同，一些植物喜酸性土壤，而另一些植物则喜碱性土壤。
土壤的pH值可以通过施用肥料或改良土壤来调节，以满足植物特定的生长条件。
二、环境因子对植物的影响1. 光照：光照是植物进行光合作用和合成有机物质的重要能源来源。
不同植物对光照的需求不同，有的喜阳性，有的喜阴性。
充足的光照可以促进植物的生长和发育，而光照不足则可能导致植物长势差、叶绿素合成受阻等问题。
2. 温度：温度是影响植物生长的重要因素之一。
不同植物对温度的适应性也有所不同。
温度过低或过高都会对植物的生长和发育产生不利影响。
适宜的温度能够促进植物的营养物质吸收、光合作用和生理代谢。
3. 湿度：湿度是影响植物蒸腾作用和水分利用的因素之一。
高湿度环境下，植物的蒸腾作用减少，水分利用效率提高；低湿度环境下，植物的蒸腾作用增加，水分利用效率降低。
生态因子对生物的生态作用及生物的适应
耐度限制的调节通过下列主要方式： –新环境适应：驯化培育 –休眠——“逃避”限制 –生理节律变化和其他周期性补偿变化 调节的目的是对恶劣环境的克服， 通过这些方式，使体内生理、行为达到 平衡，而抵抗恶劣环境。
三、生态因子对生物的生态作用及生物的适应
1．光因子对生物的生态作用及生物的适应
2．温度因子对生物的生态作用及生物的适应 3．水因子对生物的生态作用及生物的适应 4．土壤因子对生物的生态作用及生物的适应
2．温度因子对生物的生态作用及生物的适应
（1）温度与生物生长发育 生长：“三基点”——最低、最适、最高温度。不 同的生物“三基点”不一样。 发育：植物的春化作用（vernaligation）（某些植 物要经过一个“低温“阶段才能开花结果）。 （2）生物对极端温度的适应 对低温适应——在形态、生理和行为方面的表现
2生物对极端温度的适应对低温适应在形态生理和行为方面的表现mmmm331345273313148160127140400472295354959778622说明了生活在高纬度地区的恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大
第二章
• 环境概述
• 生态因子
生物与环境
• 生态因子对生物的生态作用
一．环境概述
• 限制因子（limiting factor）： ①限制生物生存和繁殖的关键性因子。 ②在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的 耐受性极限，而且阻止其生长、繁殖或扩散甚至 生存的因素。 • 最小因素定律（law of minimum）： 能够影响生物的无数因子中，总有一个因素 限制生物的生长、生存或繁殖。
• 耐性定律（law of tolerance）： 耐性（tolerance）：①指生物能够忍受外界极端 条件的能力；②指单个有机体或种群能够生存的某一生 态因子的范围。 又称shelford 耐性定律。任何一个生态因子在数 量或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物 的耐受性限制时，而使该种生物衰退或不能生存。
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第三章生物与环境
第四节四、土壤因子的生态作用及生物的适应
（一）土壤因子的生态作用
定义：土壤＝岩石圈表面能够生长动物、植物的疏松表层，
陆生生物生活的基质，
提供生物生活所必须的矿物质元素和水分。
＝所有陆地生态系统的基础
生态系统中物质与能量交换的重要场所；
生态系统一些重要过程在土壤中进行（分解、固氮）
＝生态系统生物部分和无机环境部分相互作用的产物
重要性：植物根系和土壤之间具有极大的接触面，发生着频繁的物质交换，∴土壤是一个重要的生态因子。
控制环境以获得更多收成时，气候因素不易改变，但能改变土壤因素增加研究土壤因素的重要性。
土壤特征：固体（无机体和有机体）
液体（土壤水分）三相复合系统（考试）
气体（土壤空气）
每个组分都具有自身理化性质，相互间处于相对稳定或变化状态。
液相和气相处于相当均匀的状态，固相不均匀
固相包括：无机部分（一系列大小不同的无机颗粒）
矿质土粒、二氧化硅、硅质粘土、金属氧化物和其他无机成分；
无机元素（矿物质）：13种
有机部分：主要包括有机质
适于植物生长的土壤按容积计：
固体部分：矿物质占38％；
有机质占12％；
空隙（土壤水分和土壤空气）约占50％
土壤空气和土壤水分各占15～35％
土壤具有特定生物区系：例、细菌、真菌、放线菌等土壤微生物藻类、原生动物、轮虫、线虫、环虫、
软体动物和节肢动物等动植物。
25克森林腐植土中霉菌11km
生物有机体的作用：土壤中有机物质的分解和转化
元素生物循环
影响、改变土壤的化学性质和物理结构
各组分及其相互关系→ 影响土壤性质和肥力→ 影响生物生长生物生长发育需要土壤不断地供给水分、养料、温度和空气。
土壤肥力：土壤及时满足生物对水、肥、气、热要求的能力。
19世纪中期，Liebig提出矿质营养理论。
长期施用大量化肥—引起土壤板结；
土壤中的物质转化—依赖于土壤的生物作用
（土壤动物、微生物）
土壤中动物、微生物的活动—取决于营养元素和能源物质，并受土壤理化性质影响。
∴土壤肥力＝土壤物理、化学、生物等性质的综合反映
要具有高肥力—必须使土壤具有良好的物理、化学性质和生物活性功能。
（二）植物对土壤因子的适应
植物对于长期生活的土壤会产生一定的适应特性
形成各种以土壤为主导因素的植物生态类型
*根据对土壤酸度反应——划分为
酸性土、中性土、碱性土植物生态类型
*根据对土壤矿质盐类（如钙盐）的反应——划分为
钙质土植物（南天竺、青冈）和嫌钙植物
*根据对土壤含盐量的反应——划分出盐土和碱土植物
*根据对风沙基质的关系——划分为抗风蚀沙埋、耐沙割、抗日灼、耐干旱、耐贫瘠等一系列生态类型。
盐碱土 = 盐土和碱土以及各种盐化、碱化土的统称。
在我国内陆干旱和半干旱地区，由于气候干旱，地面蒸发强烈，在地势低平、排水不畅或地表径流滞缓、汇集的地区，或地下水位过高的地区，广泛分布着盐碱化土壤。
在滨海地区，由于受海水浸渍，盐分上升到土表形成次生盐碱化。
盐碱土所含的盐类：
最多的是NaCl、Na2SO4、Na2CO3以及可溶性钙盐和镁盐。
盐土所含的盐类：NaCl和Na2SO4（均为中性盐）
∴pH是中性的，土壤结构尚未破坏。
土壤的碱化过程 = 指土壤胶体中吸附有相当数量的交换性钠。
交换性钠占交换性阳离子总量20％以上的土壤称为碱土。
碱土含Na2CO3较多，强碱性（pH≥8.5），上层的结构被破坏，下层为坚实的柱状结构，通透性和耕作性能极差。
不同盐类对植物危害程度的大小次序排列：
MgCl2＞Na2CO3＞NaHCO3＞NaCl＞MgSO4＞Na2SO4。
阳离子：Na+＞Ca2+
阴离子：CO32ˉ＞HCO3ˉ＞Clˉ＞SO42ˉ
土壤表层含盐量超过6‰时——大多数植物已不能生长，
极限 = 可溶性盐含量达到10‰以上
盐土对植物生长发育的不利影响
① 引起植物的生理干旱
盐类提高土壤溶液的渗透压——引起植物的生理干旱，
不能从土壤中吸收到足够的水分，甚至导致水分从根细胞外渗。
② 伤害植物组织
盐类积聚在表土时常伤害根、茎交界处的组织。
伤害能力以Na2CO3、K2CO3为最大。
③ 引起细胞中毒
土壤盐分浓度过大——植物体内积聚的大量盐类
——使原生质受害，蛋白质的合成受到严重阻碍，
——导致含氮的中间代谢产物积累，使细胞中毒。
④ 影响植物的正常营养
由于Na的竞争——植物对K、P和其他元素的吸收减少，
P的转移也受到抑制
——影响植物的营养状况。
⑤ 在高浓度盐类的作用下，气孔保卫细胞的淀粉形成过程受到妨碍，气孔不能关闭，即使在干旱期也是如此，因此植物容易干旱枯萎。
碱土对植物生长的不利影响：
①土壤的强碱性能毒害植物根系
②土壤物理性质恶化，土壤结构受到破坏，质地变劣，
形成了一个透水性极差的碱化层（B层），湿时膨胀粘重，干时坚硬板结。
具有一系列适应盐、碱生境的形态和生理特性的植物统称为盐碱土植物。
盐碱土植物：盐土植物 + 碱土植物两类（在中国盐土为主）
（1）盐土植物
内陆：旱生盐土植物（Xero－halophytes）
海滨：湿生盐土植物（hygro－phytes）
如、大米草（Speatina anglica）(入侵物种)、红树植物
形态特征：植物体干而硬；叶子不发达，蒸腾表面强烈缩小，
气孔下陷；表皮具有厚的外壁，常具灰白色绒毛。
在内部结构上，细胞间隙强烈缩小，栅栏组织发达。
生理特征：具有一系列抗盐特性，根据适应特点不同分为3类
① 聚盐性植物（＝真盐生植物）
能从土壤里吸收大量可溶性盐类，并积聚在体内而不受伤害。
∵原生质对盐类的抗性特别强，能容忍60‰甚至更浓的Nacl溶液。
特点：细胞液浓度也特别高，并有极高的渗透压（特别是根部细胞的），∴能吸收高浓度土壤溶液中的水分。
② 泌盐性植物（＝耐盐植物）
吸进盐分，不积累在体内；通过茎、叶表面上密布的分泌腺（盐腺），把所吸收的过多盐分排出体外（泌盐作用）。
特点：能在含盐多的土壤上生长，但在非盐渍化土壤上生长得更好。
∴看作是耐盐植物。
③ 不透盐性植物（＝抗盐植物）
根细胞对盐类的透过性非常小，几乎不吸收或很少吸收土壤中的盐类。
特点：这类植物细胞的渗透压也很高，但是由于体内含有较多的可溶性有机物质（如，有机酸、糖类、氨基酸等），细胞的高渗透压提高了根系从盐碱土中吸收水分的能力。